EP0184021A1 - Tragvorrichtung zum Abstützen von Wärmgut in einem Wärmebehandlungsofen - Google Patents
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- EP0184021A1 EP0184021A1 EP85114231A EP85114231A EP0184021A1 EP 0184021 A1 EP0184021 A1 EP 0184021A1 EP 85114231 A EP85114231 A EP 85114231A EP 85114231 A EP85114231 A EP 85114231A EP 0184021 A1 EP0184021 A1 EP 0184021A1
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- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
- F27D3/02—Skids or tracks for heavy objects
- F27D3/022—Skids
- F27D3/024—Details of skids, e.g. riders
Definitions
- the invention relates to a support device for supporting heated material in a heat treatment furnace, with a cooled support tube and at least one rider placed on it, on which the heated material can be supported in the furnace.
- Supporting devices of this type are used primarily in push furnaces and walking beam furnaces in rolling mills.
- the riders are shaped pieces, preferably made of highly heat-resistant cast.
- the invention has for its object to ensure permanent and effective insulation of the cooled support tube in the rider area by special training of the rider of the support device mentioned.
- the rider has a supporting web part and shell-shaped side legs formed on both sides thereof, which enclose part of the circumference of the cooled support tube at a distance, and that insulating chambers are formed between the support tube and the inner sides of the side legs.
- the insulating chambers which are preferably filled with a heat-insulating material, for example with shaped pieces made of ceramic fiber material with high thermal resistance, are covered by the shell-shaped side legs and are therefore also protected against the ingress of liquid slag.
- the heat-insulating material accommodated in the insulation chambers is practically protected on all sides during operation, secured against falling off and, due to its arrangement as an intermediate layer between the cooled support tube and the side legs surrounding it at a distance, has an excellent thermal insulation effect.
- Inevitable thermal bridges from the supporting web part to the molded-on side legs can be minimized in a further development of the invention in that the transitions from the outside of the side legs to the supporting web part are provided with longitudinal fillets, which are filled with a highly heat-resistant and relatively poorly heat-conducting ceramic casting compound.
- the rider consisting of the central web and the cup-shaped side legs is preferably designed as a one-piece casting.
- the web part is designed as a central web and has projecting supporting ribs up and down over the attachment points of the symmetrically arranged side legs.
- the rider's symmetrical design minimizes any thermal stress.
- the cup-shaped side legs intended to hold holding pieces attached to the support tube.
- the holding pieces that fix the riders in the longitudinal direction are thus included in the insulation and covered by the shell-shaped legs, as a result of which thermal bridges from the cooled support tube to the side legs are avoided.
- the support device is further developed in that at least one T-profile is attached to the top of the support tube in such a way that its central web points upwards and runs parallel to the support tube axis, and that the rider has one to the central web of the T-profile Complementally designed downwardly open groove and a transverse web delimiting the groove and can be attached to the support tube via the T-profile.
- the support device is further developed in that at least one T-profile is attached to the top of the support tube in such a way that its central web points upwards and runs parallel to the support tube axis, and that the rider has one to the central web of the T-profile Complementally designed downwardly open groove and a transverse web delimiting the groove and can be attached to the support tube via the T-profile.
- cross-sectionally identical T-profiles are aligned in pairs at a distance one behind the other in a vertical plane and are firmly connected to the support tube and that the crossbar of the rider engages in the free space between the two T-profiles with slight play and two for receiving the The central webs of the T-profiles limited suitable grooves in the tab.
- the T-profile which engages in the rider's grooves with the center bar, the center bar of which strikes the rider - cross bar, transmits all horizontal forces that act on the rider during transport of the heat to the support tube.
- the rider 1 which is symmetrical with respect to a vertical longitudinal plane, has a supporting web part 10 that supports the heat material and two shell-shaped side legs 2 that extend approximately halfway up the web part 10 placed on a support tube 3.
- the two side legs enclose at a distance the upper part of the circumference of the cooled support tube 3 and extend down to close to an insulation 8 which is inherent in the support tube.
- Isolation chambers 4 are formed between the insides of the two shell-shaped legs 2, the lower support rib of the web part 10 and the adjacent section of the outer circumference of the support tube 3, in each of which insulation molded pieces 4 'made of ceramic fiber material are embedded (FIG. 1).
- On the support tubes 3 welded laterally holding pieces 5 are arranged in recesses 6 of the side legs 2 of the rider 1. The spaces between the holding pieces 5 and the recess 6 are also filled with ceramic fibers, so that thermal bridges to the legs 2 and thus to the furnace interior are interrupted.
- the transitions from the outer sides of the side legs 2 to the supporting web part 10 are provided with longitudinal grooves 9. These are filled with a suitable ceramic casting compound 9 '.
- the insulation 4 ′ minimizes the heat transfer or heat losses via the outer surfaces of the two shell-shaped legs 2 to the cooled support tube 3 at the locations above the support tube insulation 8.
- the exemplary embodiment of the carrying device shown in FIGS. 3 and 4 is particularly advantageous for round cooled carrying tubes 30.
- the rider 11 is not placed directly on the support tube 30 via a support rib projecting downward toward the support tube, but indirectly via T-profiles 12a and 12b.
- the two T-profiles are aligned along an axial plane 13 of the support tube 30 and welded onto the upper side thereof.
- the central webs 14 of the T-profiles 12a and 12b point upwards, while their legs are arranged in a horizontal plane.
- the associated tab 11 has two grooves 15a, 15b which are complementary to the central webs 14 of the T-profiles and which are delimited on the inside by a transverse web 16 (FIG. 4).
- the width of the transverse web 16 is dimensioned such that it can be inserted with a certain amount of play into the gap between the T-profiles 12a and 12b or their central webs 14.
- the rider 11 attached to the support tube 30 or the T-profiles 12a and 12b is therefore positively fixed by the groove walls and the crossbar 16 via the T-profiles on the support tube 30 such that horizontal forces from the rider 11 to the support tube 30 in all directions can be transferred.
- the length of the T-profiles 12a and 12b is not critical, as is the position and arrangement of the crossbar 16 delimiting at least one groove 15 on the rider 11.
- the crossbar 16 can also be arranged at the rider end and only limit one groove 15.
- the profile section forming the legs of the T-profile fulfills a support function similar to that of the downward-pointing support rib of the rider 1 in FIG. 1.
- the surface sections of the groove close to the groove that are supported on the legs of the T-profile Rider 11 lie in a horizontal plane and merge into the inner sides of the side legs 2 of the rider 11 which also delimit the insulating chambers 4 in this exemplary embodiment. Further out, the inner surfaces of the side legs 2 are curved in accordance with the shape of the support tube 30 or the heat-insulating material 4 ′ contained in the insulating chambers 4.
- the insulating material 4 ′ contained in the insulating chambers 4 is preferably selected as a function of the surface temperature permissible for the material of the tab 11. If the surface temperature is to be largely the same, a material of high thermal insulation, e.g., in a cooler part of the furnace in which the support device is used, is used. the above ceramic fiber material is used, while in a hotter part of the furnace a material of lower thermal insulation, e.g. a light ceramic mass, a heavy refractory mass or fired ceramic parts can be used.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Tragvorrichtung zum Abstützen von Wärmgut in einem Wärmebehandlungsofen, mit einem gekühlten Tragrohr und wenigstens einem diesem aufgesetzten Reiter, auf dem das Wärmgut im Ofen abstützbar ist. Derartige Tragvorrichtungen kommen vor allem in Stoßöfen und Hubbalkenöfen in Walzwerken zum Einsatz. Die Reiter sind Formstücke vorzugsweise aus hochhitzebeständigem Guß.
- Bei bekannten Reiterkonstruktionen (DE-PS 22 31 223, DE-OS 27 05 745) ist es bisher nicht gelungen, eine auf Dauer haltbare Isolierung im Reiterbereich anzubringen. Die Folgen der mangelhaften Isolierung waren erhöhte Wärmeverluste und eine im Reiterbereich auf das Wärmgut wirkende relativ große Kühlschattenzone.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch besondere Ausbildung des Reiters der eingangs genannten Tragvorrichtung eine dauerhafte und wirksame Isolierung des gekühlten Tragrohres im Reiterbereich zu gewährleisten.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Reiter einen tragenden Stegteil und an diesen beidseitig angeformte schalenförmige Seitenschenkel aufweist, die einen Teil des Umfangs des gekühlten Tragrohrs mit Abstand umfassen, und daß zwischen dem Tragrohr und den Innenseiten der Seitenschenkel Isolierkammern gebildet sind. Die Isolierkammern, die vorzugsweise mit einem wärmeisolierenden Werkstoff, z.B. mit Formstücken aus keramischem Fasermaterial hohen Wärmewiderstands verfüllt sind, werden von den schalenförmigen Seitenschenkel abgedeckt und daher auch gegen ein Eindringen flüssiger Schlacke geschützt. Durch geeignete Wahl des Wärmewiderstandes des Isolierwerkstoffs in den Isolierkammern zwischen dem gekühlten Tragrohr und den schalenförmigen Seitenschenkeln gleicht sich die Oberflächentemperatur der schalenförmigen Schenkel an diejenige des Wärmgutes an, so daß eine unerwünscht hohe Wärmeabfuhr durch Wärmestrahlung vom Wärmgut zum gekühlten Tragrohr vermieden wird.
- Der in den Isolierkammern aufgenommene wärmeisolierende Werkstoff ist im Betrieb praktisch allseits geschützt, vor Abfallen gesichert und entfaltet aufgrund seiner Anordnung als Zwischenlage zwischen dem gekühlten Tragrohr und den dieses mit Abstand umgebenden Seitenschenkeln eine ausgezeichnete thermische Isolationswirkung.
- Unvermeidbare Wärmebrücken vom tragenden Stegteil zu-den angeformten Seitenschenkeln können in Weiterbildung der Erfindung dadurch minimiert werden, daß die Übergänge von den Außenseiten der Seitenschenkel zum tragenden Stegteil mit Längskehlen versehen sind, die mit einer hoch-wärmebeständigen und relativ schlecht wärmeleitenden keramischen Gießmasse verfüllt sind.
- Der aus dem Mittelsteg und den schalenförmigen Seitenschenkeln bestehende Reiter ist vorzugsweise als einstückiges Gußteil ausgebildet.
- Eine gute Wärmeabfuhr von der tragenden Fläche des Stegteils zum gekühlten Tragrohr unter Minimierung der Abstrahlungsverluste ergibt sich in Weiterbildung der Erfindung dadurch, daß der Stegteil als Mittelsteg ausgebildet ist und nach oben und unten über die Ansatzstellen der symmetrisch angeordneten Seitenschenkel vorspringende Stützrippen aufweist. Die symmetrische Ausbildung des Reiters minimiert etwaige Wärmespannungen.
- Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind an den Innenseiten der schalenförmigen Seitenschenkel Ausnehmungen zur Aufnahme von am Tragrohr befestigten Haltestücken vorgesehen. Die die Reiter in Längsrichtung fixierenden Haltestücke sind auf dieser Weise in die Isolierung einbezogen und von den schalenförmigen Schenkeln überdeckt, wodurch Wärmebrücken von dem gekühlten Tragrohr zu den Seitenschenkeln vermieden sind.
- Insbesondere bei Tragrohren runden Querschnitts ist die Tragvorrichtung dadurch weitergebildet, daß wenigstens ein T-Profil auf der Oberseite des Tragrohrs derart befestigt ist, daß sein Mittelsteg nach oben weist und zur Tragrohrachse parallel verläuft, und daß der Reiter mit einer zum Mittelsteg des T-Profils komplementär gestalteten nach unten offenen Nut und einem die Nut begrenzenden Quersteg versehen und über das T-Profil dem Tragrohr aufsetzbar ist. Auch bei dieser Ausführungsform ist eine gute Wärmeabfuhr von der tragenden Fläche des Reiter-Stegteils über das T-Profil zu dem mit letzterem in der Regel verschweißten gekühlten Tragrohr gewährleistet. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß querschnittsgleiche T-Profile paarweise mit Abstand hintereinander in einer Vertikalebene ausgerichtet und mit dem Tragrohr fest verbunden sind und daß der Quersteg des Reiters in den freien Raum zwischen den beiden T-Profilen mit leichtem Spiel eingreift und zwei zur Aufnahme der Mittelstege der T-Profile geeignete Nuten im Reiter begrenzt. Das in die Nuten des Reiters mit dem Mittelsteg eingreifende T-Profil, dessen Mittelsteg an dem Reiter--Quersteg anschlägt, überträgt alle horizontalen Kräfte, die beim Transport des Wärmeguts auf den Reiter einwirken, auf das Tragrohr.
- Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1 eine Querschnittsansicht in Richtung der Pfeile I-I in Fig. 2;
- Fig. 2 eine Draufsicht auf den Reiter gemäß Figur 1;
- Fig. 3 eine Querschnittsansicht ähnlich derjenigen gemäß Figur 1 auf eine andere Ausführungsform der Tragvorrichtung in Zuordnung zu einem runden Tragrohr; und
- Fig. 4 eine perspektivische Explosionsansicht, teilweise geschnitten, des Ausführungsbeispiels der Tragvorrichtung gemäß Figur 3.
- Der bezüglich einer vertikalen Längsebene symmetrisch ausgebildete Reiter 1 hat einen das Wärmgut abstützenden tragenden Stegteil 10 und zwei etwa in halber Höhe des Stegteils 10 abgehende schalenförmige Seitenschenkel 2. Die von den Ansatzstellen der beiden schalenförmigen Seitenschenkel 2 nach unten vorspringende Stützrippe 10' des Stegteils 10 ist auf ein Tragrohr 3 aufgesetzt. Die beiden Seitenschenkel umfasssen mit Abstand den oberen Teil des Umfangs des gekühlten Tragrohrs 3 und reichen nach unten bis nahe an eine tragrohreigene Isolierung 8.
- Zwischen den Innenseiten der beiden schalenförmigen Schenkel 2, der unteren Stützrippe des Stegteils 10 und dem benachbarten Abschnitt des Außenumfangs des Tragrohrs 3 sind Isolierkammern 4 gebildet, in denen jeweils Isolierungsformstücke 4' aus keramischem Fasermaterial eingebettet sind (Fig. 1). An den Tragrohren 3 seitlich angeschweißte Haltestücke 5 sind in Ausnehmungen 6 der Seitenschenkel 2 des Reiters 1 angeordnet. Die Zwischenräume zwischen den Haltestücken 5 und der Ausnehmung 6 sind ebenfalls mit keramischen Fasern verfüllt, so daß Wärmebrücken zu den Schenkeln 2 und damit zum Ofeninnenraum unterbrochen sind.
- Die Übergänge von den Außenseiten der Seitenschenkel 2 zum tragenden Stegteil 10 sind mit Längskehlen 9 versehen. Diese sind mit einer geeigneten keramischen Gießmasse 9' verfüllt.
- Die Isolierung 4' sorgt, geschützt durch die schalenförmigen Schenkel 2, für eine Minimierung des Wärmeübergangs bzw. der Wärmeverluste über die Außenflächen der beiden schalenförmigen Schenkel 2 zum gekühlten Tragrohr 3 an den Stellen oberhalb der Tragrohrisolierung 8.
- Das in den Figuren 3 und 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der Tragvorrichtung ist vor allem für runde gekühlte Tragrohre 30 von Vorteil. Der Reiter 11 ist dabei anders als bei dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel nicht direkt über eine nach unten zum Tragrohr vorspringende Stützrippe, sondern mittelbar über T-Profile 12a und 12b dem Tragrohr 30 aufgesetzt. Die beiden T-Profile sind entlang einer Axialebene 13 des Tragrohrs 30 ausgerichtet und auf dessen Oberseite angeschweißt. Die Mittelstege 14 der T-Profile 12a und 12b weisen nach oben, während ihre Schenkel in einer Horizontalebene angeordnet sind.
- Der zugehörige Reiter 11 hat zwei zu den Mittelstegen 14 der T-Profile komplementäre Nuten 15a, 15b die durch einen Quersteg 16 innen begrenzt sind (Fig. 4). Die Breite des Querstegs 16 ist so bemessen, daß er sich mit gewissem Spiel in die Lücke zwischen den T-Profilen 12a und 12b bzw. deren Mittelstegen 14 einfügen läßt. Der dem Tragrohr 30 bzw. den T-Profilen 12a und 12b aufgesetzte Reiter 11 ist daher durch die Nutwände und den Quersteg 16 über die T-Profile auf dem Tragrohr 30 formschlüssig derart festgelegt, daß Horizontalkräfte nach allen Richtungen vom Reiter 11 auf das Tragrohr 30 übertragen werden können.
- Die Länge der T-Profile 12a und 12b ist unkritisch, ebenso die Lage und Anordnung des wenigstens eine Nut 15 begrenzenden Querstegs 16 am Reiter 11. Der Quersteg 16 kann auch am Reiterende angeordnet sein und nur eine Nut 15 begrenzen.
- Wie am besten in Figur 3 zu erkennen ist, erfüllt der die Schenkel des T-Profils bildende Profilabschnitt eine Stützfunktion ähnlich derjenigen der nach unten weisenden Stützrippe des Reiters 1 in Figur 1. Die sich auf den Schenkeln des T-Profils abstützenden, nutennahen Flächenabschnitte des Reiters 11 liegen in einer Horizontalebene und gehen in die auch bei diesem Ausführungsbeispiel die Isolierkammern 4 begrenzenden Innenseiten der Seitenschenkel 2 des Reiters 11 über. Weiter außen sind die Innenflächen der Seitenschenkel 2 entsprechend der Form des Tragrohrs 30 bzw. des in den Isolierkammern 4 enthaltenen wärmeisolierenden Werkstoffs 4' gekrümmt.
- Das in den Isolierkammern 4 enthaltene Isoliermaterial 4' wird vorzugsweise in Abhängigkeit von der für das Material des Reiters 11 zulässigen Oberflächentemperatur ausgewählt. Wenn die Oberflächentemperatur weitgehend gleich sein soll, wird in einem kühleren Teil des Ofens, in welchem die Tragvorrichtung zum Einsatz kommt, ein Material hoher Wärmedämmung, z.B. das o.g. keramische Fasermaterial eingesetzt, während in einem heißeren Teil des Ofens ein Material geringerer Wärmedämmung, z.B. eine keramische Leichtmasse, eine schwere feuerfeste Masse oder gebrannte Keramikteile verwendet werden.
Claims (12)
dadurch gekennzeichnet,
daß der Reiter (1; 11) einen tragenden Stegteil (10) und an diesen beidseitig angeformte schalenförmige Seitenschenkel (2) aufweist, die einen Teil des Umfangs des gekühlten Tragrohrs (3; 30) mit Abstand umfassen, und daß zwischen dem Tragrohr (3; 30) und den Innenseiten der Seitenschenkel (2) Isolierkammern (4) gebildet sind.
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